عندما يسقط الزجاج على الأرض وينكسر، سيتراوح حجم القطع من الكبيرة
بقلم ستيفان كوي ، وجيرارد فان دالين ، وجان فرانسواقام موليناري ودانيال بون بالتحقيق في عملية التجزئة ووجدوا أن هناك طريقتين مختلفتين تمامًا للتدمير. يتكسر الزجاج في محطات الحافلات بشكل مختلف ، لأنه تمت معالجته بطريقة خاصة ، ولهذا السبب ، يوجد توتر داخلي فيه: يؤدي في النهاية إلى تشابه الشظايا.
لدراسة العملية التي تحدث مع الزجاجفي محطة الحافلات، درس الباحثون نوعًا مشابهًا من الزجاج يسمى دمعة الأمير روبرت أو المسيل للدموع الهولندية. يتم تصنيعها عن طريق تنقيط الزجاج المنصهر في الماء البارد. ونظرًا لأن الزجاج يتصلب من الخارج أولاً ثم من الداخل فقط، تنشأ ضغوط كبيرة داخل القطرة، مماثلة لتلك التي تنشأ في زجاج محطة الحافلات.
يمكنك العثور على الإنترنت على عدد كبير من مقاطع الفيديو التي توضح الخصائص الخاصة لمثل هذه القطرات: يمكنها تحمل ضربة بمطرقة، ولكنها تتكسر إلى قطع إذا تم ضغط الذيل.
الباحثون باستخدام مثال 22 ألف.أنواع القطرات، تمت دراسة عمليات التجزئة المختلفة. وقارنوا عملية تجزئة قطرات الأمير روبرت مع أشياء أخرى، ووجدوا أن هناك نوعين من عمليات التجزئة، والتي أطلقوا عليها اسم الهرمية والعشوائية.
عندما تسقط كوبًا عاديًا على الأرض،تحدث عملية هرمية. الطاقة الموجودة عندما يتحرك الزجاج أكبر بكثير مما هو مطلوب لكسر واحد. وللتخلص من كل الطاقة الحركية، تظهر المزيد والمزيد من الشقوق داخل الزجاج. وهذه العملية هرمية - فهي تنتقل من الشقوق الكبيرة إلى الشقوق الأصغر بشكل متزايد.
معظم المواقف التي تنكسر فيها الأشياءهي من النوع الهرمي. يحدث الاستثناء عندما لا تأتي الطاقة اللازمة لتدمير شيء ما من الخارج ، بل هي نتيجة الضغوط الداخلية ، كما في حالة زجاج موقف الحافلات وقطرات الأمير روبرت. في هذه الحالة ، لا يحدث تكوين الشقوق من الكبير إلى الصغير ، ولكن بطريقة عشوائية تمامًا. نتيجة لذلك ، يكون للشظايا حجم معين يحدده حجم الضغط الداخلي في المادة.
قراءة المزيد
تم إنشاء أول خريطة دقيقة للعالم. ما هو الخطأ مع أي شخص آخر؟
إيلون ماسك: أول سائحين إلى المريخ سيموتون
حطام كبير من محطة الفضاء الصينية "سكايلاب" يطير إلى الأرض